中国工程论文网
代写工程论文
当前位置:工程论文网 > 系统工程论文 > 基于知识挖掘的农机装备维修服务决策方法研究与系统实现

基于知识挖掘的农机装备维修服务决策方法研究与系统实现

时间:2016-08-28 21:17来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是系统工程论文,从方法上,本文主要在关联规则挖掘历史维修数据以及贝叶斯网络运维服务决策两个方面进行研究,设计开发了农机装备运维服务知识挖掘应用系统。
第1章  绪论 
 
1.1  课题研究的背景及意义
随着农业机械化进程的推进,市场对智能化农业机械的需求与日俱增,农业维修服务的需求也不断增加。就农机装备制造企业来讲,目前的核心维修模式是被动式服务模式,这种模式的主要问题是维修活动均在故障发生之后进行。由于农机装备的使用周期强,装备的故障发生时间非常集中,出现了在有限的维修能力下需要去处理短时间内集中的大量维修需求的矛盾。 当前故障预测缺乏稳定的有保障的知识来源,不能建立有效的知识库。从专家访问或者从文档资源中产生知识,是一项非常困难以及昂贵的工作。而在长期的维修保障工作中,维修部门积累了大量的农机装备故障数据。这些数据存储了很多农机装备故障相关的信息。面对如此大规模的历史数据,企业对其的使用仍集中在进行基础统计方面的追踪性应用,由此造成了蕴含在数据背后的大量信息的丢失和大量数据浪费。 这种蕴含在大量数据背后而不是显式存在的数据被称为隐性知识。显式化表示隐性知识是知识工程的一个目标,并且成为大公司中引人注目的关注点。这些隐性知识可以从公司的农机装备故障历史数据中提取,并且因为它们来源于公司的直接运行数据,因此这些隐性知识往往对农机装备故障处理具有很强的针对性。 由于公司数据库中的运行数据往往量级很大,人工分析和提取隐性知识几乎是不可能完成的任务。知识挖掘是当前提取隐性知识的技术中比较流行的一类技术,它可以帮助使用者自动或半自动地对维修活动相关数据进行分析,挖掘其中的隐性知识。在现阶段的知识挖掘算法中,为了追求比较好的挖掘效果以及更高的处理效率,对于原始数据有着比较严格的格式要求。然而,真实的维修数据存在着字段多、字段种类复杂、长段中文信息多的特点,非常不利于进行大规模的数据处理。面对多字段、字段种类复杂的情况,采用针对数据源的评估与选择方法,降低从大量数据源中搜索数据所需的时间,同时除去对全局决策没有价值的数据,通过对多数据源进行划分,对大数据集进行缩减容量。
.......
 
1.2  研究现状及趋势
维修维护对于企业来说具有非常重要的意义,高效稳定的维修策略在很大程度上体现了一个企业的核心竞争力。根据欧洲标准[1],工业维修被定义为“在产品的全生命周期内,维护或者修复产品发挥所需要的作用的所有技术、行政和管理行为”。根据这样的定义,维修策略主要分为两个方面:第一个方面就是事后维修策略,是指那些在故障发生后介入系统的维修行为;第二个方面就是事前维修,也可以称为预防性维修,根据之前制定的固有间隔进行定期维修或者根据整个系统在运行的情况下所表现出的状态来决定是否对系统进行干预。对于预防性维修过程来说,随着整个系统的自动化水平的提升,系统集成度的加强,用户有效地诊断、处理、解决问题的任务变得愈发困难,处理这些任务需要工程师掌握包括电气、机械、机电系统和计算机软件等各方面的知识,然而这个要求对于个体来说,难度非常大,所以,构建一个针对运维服务系统的维修维护知识挖掘与应用支持系统就显得尤为重要。 目前,国内外学者在工业维护的知识发现方面进行了大量研究。文献[2]提出构建一个经验数据库以及规则数据库,利用概念图来表示经验以及规则。使用关联规则算法进行知识挖掘。进一步使用三种评价方式(客观,语义以及主观)来论证该技术。文献[3]提出一种基于痕迹追踪的系统来追踪分析那些从维修平台上的行为。文献[4]提出一种综合语义模型以及经验学习机制来阐述诊断机制。利用基于本体的经验共享知识模型来加强整个舰队的知识重用。另外,在工业维护的知识发现方面,使用关联性规则发现已经成为整个研究的一个重点。文献[5]使用关联性规则来寻找维修过程中低效维修行为,因此降低维修成本。文献[6]通过使用关联规则挖掘,来发现不同的故障现象之间可能发生的影响。 
........
 
第2章  基于知识挖掘的农机装备维修服务决策方法研究框架 
 
不同的制造企业有其不同的维修服务模式,本文针对农机装备制造企业,分析其特有的维修服务模式,发现了其中存在的个性化的问题。并针对这些问题提出相应的解决方法,形成本文的研究框架和方法路线。 
 
2.1  维修服务模式研究 
维修服务模式是指在产品发生故障之后,维修服务企业向产品用户提供维修服务的整体过程。由于产品类型、企业类型以及用户类型的不同,不同的维修服务企业与产品用户存在不同的服务模式,而在不同的服务模式下,企业进行维修服务决策的方法也不尽相同。所以,研究维修服务模式对企业在维修服务决策的制定方面,有着重要的指导意义。通常情况下,企业的维修服务根据其产品类型的不同,可以划分为以下三种模式:“保姆式”维修服务模式:指产品维修活动大部分、甚至完全由企业提供,用户不能或不需要进行维修活动。“自助式”维修服务模式:指产品维修活动大部分由用户自主完成,企业为用户提供维修产品以及维修指导。“混合式”维修服务模式:指维修提供企业对用户进行培训,将产品维修活动的一部分工作转移到用户,节约了企业的维修成本。“保姆式”维修服务模式是针对大型的实物类产品,他们具有肉眼可以识别的物理结构、形态。这类产品的功能主要由机械部件间的传动、控制而实现,因此,一旦产品出现功能上的问题,经常不得不从机械部件间相互的接触面上查找原因。但这部分工作,一般无法由消费者自己来完成,往往需要经过专门培训的技术人员来进行检查、判断和排除故障。因此,企业必须在消费者所在地设立专门的维修服务机构,培训专门的维修服务人员,采取上门服务或者将产品送达特约维修部进行维修的办法来解决。
............
 
2.2  农机装备维修服务模式研究 
当前的农机装备维修服务模式是以呼叫中心为整个维修服务的核心,用户通过电话、网络等方式向呼叫中心进行故障上报,并且向呼叫中心提供故障的一些基本情况。呼叫中心接收到用户的故障上报后,根据其提供的故障基本情况做出维修服务决策,然后呼叫中心再把维修任务下派到离用户最近的维修服务商,通过维修服务商向用户提供维修服务,整个维修服务模式的模式如图 2.2 所示。农机装备使用的周期性十分明显,并且具有工作时间集中、作业强度大、使用环境恶劣等特点,农机装备运维服务质量以及故障处理及时性直接影响农机装备的经济效益。而农机装备是一种专业机械,其机动性能远远落后于普通汽车,在出现农机装备故障之后,无法自己到 4S 店进行维修,只能通过人工联系维修服务网点,维修服务网点派出技术人员到农机装备故障现场进行故障排除。针对这种现场服务模式,目前的农机装备运维服务流程和呼叫中心系统主要存在以下具体问题。 
..........
 
第 3 章  农机装备运维服务知识挖掘方法研究 ......... 20 
3.1  知识挖掘的一般过程 ..... 20 
3.2  数据准备 ....... 21 
3.3  关联规则挖掘 ........ 24 
3.4  实例验证 ....... 32
3.4.1.  数据来源以及基本步骤 ....... 32 
3.4.2.  实验结果以及讨论 ...... 33 
3.5  本章小结 ....... 35 
第 4 章  基于贝叶斯网络的农机装备维修服务决策方法研究 ............ 36 
4.1  故障诊断和维修服务决策问题描述 ........ 36 
4.2  维修服务决策贝叶斯网络构建 ....... 3
4.3  维修服务决策贝叶斯网络推理 ....... 44
4.4  维修服务操作代价计算方法 ........... 56 
4.5  实例验证 ....... 57 
4.6  本章小结 ....... 61 
第 5 章  农机装备运维服务知识挖掘应用系统开发 .......... 62 
5.1  系统开发环境 ........ 62
5.2  系统总体设计 ........ 64
5.3  系统功能 ....... 66
5.4  系统界面展示 ........ 73 
5.5  本章小结 ....... 81 
 
第5章  农机装备运维服务知识挖掘应用系统开发 
 
为了实现精准化运维服务的功能,本研究旨在开发农机装备运维服务知识挖掘应用系统,该系统的核心内容是将知识挖掘的手段运用到农机装备运维服务指导中,从而实现通过把握农机装备的故障环境因素来指导维修人员对农机装备进行现场维修。该系统通过对故障案例库进行知识挖掘并形成规则库,通过该规则库匹配形成故障解决方案,利用该方案指导服务商对农机装备进行现场维修维护。 
 
5.1  系统开发环境 
BDF 开发框架(Bstek Development Framework  简称  BDF),是一套以 Spring3为基础,以  Dorado7  为表现层的轻量级企业应用开发框架,提供诸如权限控制、流程引擎、Web Service 发布与调用、任务调度、多数据源切换等企业级开发应用常见的功能。BDF 中各个功能模块采用松耦合模式,相互之间不存在依赖关系,可以根据用户的实际的个性化需要,来添加 BDF 中相关功能。BDF 采用的是前后台分离的开发模式,后台可以脱离前台使用,各个功能模块之间以松耦合模式独立存在;BDF 还提供了一套基于 Dorado7 的前台管理界面,这样在采用 Dorado7进行业务系统开发时,配合使用 BDF 框架,就不用再考虑系统后台诸如流程、权限、任务调度之类功能该如何实现;同时因为 BDF 各个模块以松耦合形式存在,模块之间相互没有依赖,所以用户可以根据自己的需要通过增删 jar 包的方式,灵活选择要用到的功能模块。BDF 目标是为企业应用提供一套从前台到后台功能完整且灵活易用的开发框架。在 BDF 的各个功能模块当中,采用动态加载机制,只需要将功能模块相关的 jar 文件放置到应用当中,系统启动时就会自动发现新加入的模块,并将其加载,这样在开发阶段就可以避免复杂的配置,从而减少出错的机率,增加其配置的友好性。目前,BDF 当中包含的十大功能模块,分别是基于动态模块配置方式的 Excel 导入、嵌入式的流程引擎、应用系统操作数据库时 SQL 审计、全文检索引擎、定时任务执行引擎、权限、Web Service 发布与调用、数据库信息维护、Dorado7 前台展现以及一个所有功能模块都依赖的Core 模块。 
...........
 
总结 
 
本文结合农机装备制造企业的运维服务模式现状,利用历史维修数据,确定了农机装备运维策略。从方法上,本文主要在关联规则挖掘历史维修数据以及贝叶斯网络运维服务决策两个方面进行研究,设计开发了农机装备运维服务知识挖掘应用系统。 本文的结构可以分为以下几个层次:课题背景---需求分析---问题提出---关联规则挖掘方法研究---贝叶斯网络维修服务决策方法研究---系统实现,研究内容相互联系,逐层深入,其核心内容包括以下几个方面: 
(1)  通过对农机装备历史维修数据的数据准备,结合已有的关联规则挖掘算法,对现阶段已有的大量农装维修数据进行知识挖掘,将蕴含在低知识密度的基础性数据中的隐性知识,利用关联规则的形式进行显式表达。在此过程中,研究了针对农装维修数据的个性化数据预处理方法,使用了针对数据库式事务数据的关联规则算法,得到了大量有价值的规则。 
(2)  提出利用贝叶斯网络对关联规则进行表达,并给出针对关联规则的贝叶斯网络结点数据结构、边数据结构,同时结合这些数据结构给出贝叶斯网络的学习算法和简化推理算法,完成了贝叶斯网络故障维修服务决策的整体过程。 
(3)  开发农机装备运维服务知识挖掘应用系统,完成了诸如任务需求新增、规则挖掘、维修方案生成、数据管理等功能。在系统中实现了算法的衍生,包括信息的输入和输出的过程。 
.........
参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
栏目列表
点击提交代写需求
点击提交代写需求
点击提交代写需求
推荐内容